羅布泊鹽巖路基病害分析及防治技術(shù)探究

（新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830006）

羅布泊位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州東南部。20世紀中后期塔里木河和孔雀河下游流量銳減，羅布泊在水源補給不足和強烈蒸發(fā)的作用下，湖心處鹽類大量沉積，形成鹽巖與鹽蓋并存的干涸盆地。羅布泊區(qū)域地表呈干鹽湖鹽殼地貌，強鹽漬土及鹽巖分布廣泛，地下水則以飽和鹵水為主，區(qū)域內(nèi)無可供施工使用的水、砂、礫石等筑路材料。

省道235線按照三級公路標準建設(shè)，是目前連接哈密和若羌的重要公路通道，其中k320～k510段合計190km，位于羅布泊干鹽湖區(qū)段內(nèi)，以鹽巖填筑路基并作為路面使用。近年來，隨著交通量的迅猛增長，以鹽巖填筑的路基穩(wěn)定性逐年衰減，道路結(jié)構(gòu)損傷嚴重，溶洞、鹽脹等病害多發(fā)，通行能力及服務(wù)水平降低，難以支持“東疆與南疆”交通運輸需求，成為區(qū)域路網(wǎng)中通而不暢的瓶頸路段。

一、羅布泊鹽湖地質(zhì)條件概述

羅布泊是典型的封閉內(nèi)陸干鹽湖，主要水源是孔雀河。20世紀60年代由于尉犁縣周邊興建水庫，利用大壩攔水，導致孔雀河下游斷流。而且羅布泊地區(qū)蒸發(fā)強烈，水分不斷蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，經(jīng)過長期演變，形成了各種鹽分集聚而成的由鹽巖和粒狀、散鹽夾雜泥沙組成的固體地層，形成羅布泊鹽湖。

羅布泊鹽湖出露地層主要為第四系全新統(tǒng)（Q4），巖性為沖洪積粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂和細砂。鹽湖地表為厚0.4m～1.2m堅硬的結(jié)晶鹽粒的鹽殼，其下為鹽晶體、黏土、粉質(zhì)黏土、含有機質(zhì)粉質(zhì)黏土和粉砂層。地基土質(zhì)按含鹽量分類為氯化物—過鹽漬土，鹽化學成分分類屬：亞氯鹽、氯鹽、亞硫酸鹽、硫酸鹽。地表易溶鹽試驗如表1所示。

二、羅布泊鹽巖路基病害分析

（一）鹽巖路基工程特性

鹽巖是含鹽量較高的沉積物經(jīng)物理化學作用形成的沉積巖，含有氯化鹽、硫酸鹽等鹽分，與鹽漬土具有相近的工程特性。

1.溶蝕性：在干燥的情況下鹽巖的壓縮性小，但鹽巖中的鈉鹽、鉀鹽等氯化鹽易溶于淡水，在荷載和自重的作用下會產(chǎn)生不同程度的溶蝕。羅布泊鹽湖部分地區(qū)地下水位較淺，在1.1m～1.6m之間，但是地下水主要為飽和鹵水，對鹽巖路基影響較小。羅布泊地區(qū)日最大降水量可達21mm，鹽巖路基頂面無瀝青路面等隔斷層，部分鹽巖溶解于大氣降水，在車輛荷載作用下形成坑槽或在自重作用下形成溶洞。

2.鹽脹性：鹽巖中含有大量十水硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)，其受溫度影響極大，當環(huán)境溫度高于32.4℃時，會脫水形成無水硫酸鈉；當環(huán)境溫度低于32.4℃時，每個無水硫酸鈉分子又會結(jié)合10個水分子形成十水硫酸鈉，體積變?yōu)樵瓉淼?倍。根據(jù)羅布泊羅中氣象觀測站的觀測資料顯示，羅布泊白天最高氣溫可達48℃，夜間最低氣溫為9.2℃，晝夜溫差可達38.2℃。當環(huán)境溫度低于32.4℃時，便會出現(xiàn)鹽脹現(xiàn)象。

（二）羅布泊鹽巖路基病害

1.表面龜裂、網(wǎng)裂。鹽巖路基表面在水分蒸發(fā)后形成的龜裂、網(wǎng)裂現(xiàn)象。

2.鹽脹。土體內(nèi)硫酸鈉在低溫下溶解度下降吸大量水結(jié)晶而造成土的體積膨脹，土顆粒間孔隙增大，土粒松散。鹽脹可導致鹽巖路基拱曲變形、膨脹開裂，邊坡、路肩在鹽脹的作用下易松散、剝蝕。

表1 省道235線沿線地表易溶鹽試驗

3.溶蝕孔洞。施工過程，鹽巖路基中的鹽塊未均勻破碎，鹽塊間形成較大空隙。路基表面受大氣降水浸濕后，鹽塊逐漸溶蝕，雨水迅速在路基空隙中形成排水通道，在路基表面形成大小不一的坑槽，進而在路基范圍內(nèi)中形成孔洞。

4.車轍。該段交通量以大型車為主，主要是鉀鹽礦對外的公路運輸車輛。大型車輛多居中行駛，輪跡處長時間受到降水和車輛荷載的共同影響造成表層磨損，形成磨耗型車轍，影響行車安全。

5.坑槽。鹽巖路基表面不平整，部分鹽巖溶解于大氣降水，并在車輛荷載作用下形成坑槽。

6.表面起皮。鹽巖路基在干燥條件下強度高，板結(jié)性良好。施工過程中采用薄層貼補的方法在路基頂面進行找平，無法膠結(jié)在一起，將會在貼補層和原路基頂面形成“兩張皮”。表層在車輛荷載作用下逐步起皮、碎裂。

7.表面泛潮打滑。在降水天氣條件下，鹽巖路基表面的易溶鹽溶于降水，路表變得光滑，車輛行駛過程中易打滑、側(cè)滑。

8.邊坡的風蝕和沖刷。鹽巖易溶于水，在大氣降水的作用下，邊坡易產(chǎn)生沖刷。

三、羅布泊鹽巖路基病害防治技術(shù)

1.表面龜裂、網(wǎng)裂防治。小范圍可采用飽和鹵水及鹽巖粉末拌和漿液進行灌縫；大范圍應(yīng)采用銑刨機對裂縫區(qū)域的路基整體進行銑刨。

2.路基鹽脹防治。鹽脹現(xiàn)象集中出現(xiàn)在路基邊坡和路肩，應(yīng)對松散、剝蝕的路肩和路基邊坡及時整修和碾壓。

3.路基溶蝕孔洞防治。在施工過程中應(yīng)嚴格控制路基鹽巖填料的破碎程度，鹽巖填料的粒徑應(yīng)小于15cm。在反復(fù)破碎過程中使鹽巖填均勻料拌和，攤鋪過程中避免離析，按照最佳含水率均勻灑布飽和鹵水并碾壓，避免出現(xiàn)集水現(xiàn)象。對于路基孔洞病害，及時采用粉碎加飽和鹵水攪拌，填入孔洞并充分夯實，夯實后壓實度應(yīng)不小于95%。

4.車轍防治。加強路基的橫向排水，并對車轍及時修復(fù)。在行車明顯擺動或顛簸的路段，將路基隆起的部位銑刨清理，嚴禁采用“薄層貼補”的方法修補車轍輪跡。

5.路基表面起皮破壞防治。在鹽巖路基的表層施工時，嚴格控制碾壓厚度不小于15cm，禁止采用“薄層貼補”的方法找平。對現(xiàn)有路基起皮病害，應(yīng)及時采用銑刨機銑刨或者采用平地機刮平。

6.路基表面泛潮打滑防治。首先，應(yīng)增加路基的橫向排水，避免降水在路表形成水坑。其次，在雨天禁止車輛通行，保證車輛的安全。

7.邊坡的風蝕和沖刷防治。鹽巖路基采用緩邊坡，邊坡坡率緩于1：4，施工時在標準路基寬度的基礎(chǔ)上每側(cè)幫寬碾壓0.3m。路基邊坡整修完畢后，再對邊坡碾壓成型，減小降水對邊坡的沖刷影響。

8.地表水隔斷防治。在鹽巖路基上鋪筑瀝青路面和下封層，阻斷降水滲入路基，可有效解決大氣降水對鹽巖路基的溶蝕問題。

四、結(jié)語

根據(jù)羅布泊地區(qū)鹽巖成分和氣候特點，以及鹽巖溶蝕性、鹽脹性的特點，綜述了鹽巖路基常見的病害類型及成因，總結(jié)了羅布泊鹽巖路基的病害主要有表面龜裂（網(wǎng)裂）、鹽脹、溶蝕孔洞、車轍、坑槽、表面起皮、表面泛潮打滑、邊坡的風蝕和沖刷等。針對羅布泊鹽巖路基的病害類型，提出相應(yīng)的防治技術(shù)，為鹽巖路基的養(yǎng)護和后期改擴建提供了技術(shù)參考。